CN219574235U - 一种车载控制器功率实时监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车载控制器实时监控系统，其包括：车载控制器，所述车载控制器包括车载控制器电源、负载、电流感应电阻和电流电压功率监视器，所述电流感应电阻串联于所述车载控制器电源的输出端和所述负载之间，所述电流电压功率监视器电连接于所述电流感应电阻的两端，所述电流电压功率监视器实时采集电流感应电阻两端的电压值，并根据电流感应电子两端的电压差和电流感应电阻得到电流值。本实用新型提供的车载控制器实时监控系统，其通过在电流感应电阻两端连接电流电压功率监视器，通过监控控制器实时的电压电流数据，可以计算出控制器的最大功率和平均功率，通过分析电流的实时数据，优化车载控制器的电路原理图设计和PCB走线。

Description

一种车载控制器功率实时监控系统

【技术领域】

本实用新型涉及车载控制器监控技术领域，特别涉及一种车载控制器功率实时监控系统。

【背景技术】

在车载控制器功率的监控上，现有的技术一般是通过观察电源上的输出电压和电流来计算其总功率，由于电流往往是变化的，只能取某一时刻的值计算功率。

另外，现有技术中测量控制器内部电压时有三种方式：一是如果需要测量控制器内部某个电压的电流值时，只能断开电源端和负载端，将万用表调整到电流档串在电路中目视电流值。二是在断开的电源端和负载端上焊接一根电线，将电线放在电流钳中，通过电流钳测量电流值。三是在设计时将电流传感电阻串联在电源输出端和负载端，电阻两端用ADC(Analog-to-digital converter，全称是模拟数字转换器)进行采样算出压差，除以电阻值算出电流。以上三种方式不适合在车载控制器上测量所有电压的电流，也不能在温箱中操作，无法满足对控制器功率实时性和全工况功率的测量要求。

因此，有必要提出一种改进的技术方案来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的之一在于提供一种车载控制器功率实时监控系统，其能够实时监控车载控制器全工况下内部各电源输出电流，可以计算出控制器的最大功率和平均功率，以实测数据验证车载控制器功率设计的合理性，通过分析电流的实时数据，优化车载控制器的电路原理图和PCB走线。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种车载控制器功率实时监控系统，其包括车载控制器，所述车载控制器包括车载控制器电源、负载、电流感应电阻和电流电压功率监视器，所述电流感应电阻串联于所述车载控制器电源的输出端和所述负载之间，所述电流电压功率监视器电连接于所述电流感应电阻的两端，

所述电流电压功率监视器实时采集所述电流感应电阻两端的电压值，并根据所述电流感应电阻两端的电压差和所述电流感应电阻的电阻值计算得到电流值。

进一步地，所述车载控制器电源为多个，所述电流感应电阻分别串联于每个所述车载控制器电源的输出端和所述负载之间，所述电流电压功率监视器电连接于多个所述电流感应电阻的两端。

进一步地，所述车载控制器电源包括电源芯片，

所述电流感应电阻串联于所述电源芯片和负载之间。

进一步地，所述电流电压功率监视器内设置有模数转换器，所述模数转换器与电流感应电阻通讯连接，

所述模数转换器用于将实时采集的电流感应电阻两端的电压信号转换为电压值。

进一步地，所述电流电压功率监视器通过IIC接口或者SPI接口与外部设备通讯连接。

进一步地，所述电流电压功率监视器通过转接板与外部设备通讯连接。

进一步地，所述转接板包括接口转换芯片。

进一步地，所述接口转换芯片为转USB芯片，所述转USB芯片通过USB线通讯连接于所述外部设备。

进一步地，所述外部设备为电脑。

进一步地，所述电流电压功率监视器为芯片。

与现有技术相比，本实用新型的车载控制器功率实时监控系统，其通过在电流感应电阻两端连接电流电压功率监视器，通过监控控制器实时的所有电源的电压电流数据，可以计算出控制器的最大功率和平均功率，以实测数据验证车载控制器功率的设计的合理性，通过分析电流的实时数据，车载控制器的电路原理优化原理图设计和PCB走线。并且，当需要测量车载控制器在高温和低温环境下的功率时，可以将控制器直接放入温箱，将IIC或SPI引出到温箱外，从而满足对控制器功率实时性和全工况功率的测量。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型在一个实施例中车载控制器功率实时监控系统框图。

【具体实施方式】

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的耦接、连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接相连，比如A与B耦接，既包括A和B直接电性相连，还包括A通过电元器件或电路与B相连。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“正”、“背”、“左”、“右”、“竖直”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参考图1所示，其为本实用新型在一个实施例中车载控制器功率实时监控系统框图。如图1所示，本实用新型的车载控制器功率实时监控系统包括车载控制器100。所述车载控制器100包括车载控制器电源、位于所述车载控制器电源两端的负载120及电流感应电阻130和电流电压功率监视器140，所述电流感应电阻130串联于所述车载控制器电源和所述负载120之间，所述电流电压功率监视器140电连接于所述电流感应电阻130的两端，所述电流电压功率监视器140实时采集所述电流感应电阻130两端的电压值，并根据所述电流感应电阻130两端的电压差和电流感应电阻计算得到电流值。

在一个实施例中，所述车载控制器电源为多个，将所述电流感应电阻分别串联于每个所述车载控制器电源的输出端和所述负载之间，所述电流电压功率监视器电连接于多个所述电流感应电阻的两端，所述电流电压功率监视器实时采集每个所述电流感应电阻两端的电压值，并根据检测的所述电流感应电阻两端的电压差和所述电流感应电阻的电阻值计算得到电流值。一个车载控制器内部有多个电源输出，比如直流降压电路输出5V，线性稳压器电路输出3.3V等，本实用新型的车载控制器功率实时监控系统可以同时监控多个电源输出，可以在需要采样的多个电源输出端分别放置多个采样电阻即电流感应电阻，电流电压功率监视器分别对多个采样电阻实时采集得到采用电阻的电压值，所述电流电压功率监视器根据采集到的电压值和采用电阻的电阻值计算得到电流值，该电流值即为电源输出端的电流值，同时电流电压功率监视器根据实时采集到的所有电源的电压值和电流值，可以计算出所有电源的功率值，从而可以计算出车载控制器的最大功率和平均功率，以实测数据验证车载控制器功率设计的合理性，通过分析电流的实时数据，优化车载控制器电路原理图、PCB面积和PCB走线，比如当瞬态电流值很大时，可以增加电源芯片输出电容的容值，比如当平均电流一直很大时，可增加PCB走线的宽度。

需要说明的是，本实用新型对车载控制器功率的实时监控系统不仅可以应用于研发测试阶段，也可以用于终端产品，当应用于终端产品时，在PCB面积和成本允许的情况下，此时功率监视器可以是一个芯片，将该芯片设置于终端产品内，并实时监控终端产品的功率。

在图1所示的实施例中，所述车载控制器电源包括电源芯片110，所述电流感应电阻130串联于所述电源芯片110和负载120之间。

在图1所示的实施例中，所述电流电压功率监视器140内设置有模数转换器(未图示)，所述模数转换器与所述电流感应电阻130通讯连接。所述模数转换器用于将实时采集的所述电流感应电阻130两端的电压信号转换为电压值，所述电流电压功率监视器140计算得到所述电流感应电阻130两端的电压差，并将所述电流感应电阻130两端的电压差除以电流感应电阻值得到电流值。通过实时监控的车载控制器所有电源输出端的电压电流数据，可以计算出车载控制器的最大功率和平均功率。

在图1所示的实施例中，所述电流电压监视器140通过通讯接口与外部设备连接，优选地，所述通讯接口为IIC(Inter-Integrated Circuit(集成电路总线))接口或者SPI接口，SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。通过在电流电压监视器的PCB上预留简易的接口方便读取数据。优选地，所述外部设备为电脑。

在图1所示的实施例中，所述电流电压监视器140通过转接板与外部设备电连接。所述转接板包括接口转换芯片，利用所述接口转换芯片将所述电流电压监视器140的IIC接口或者SPI接口转换成USB接口，可以方便地使用电脑去配置或者读取所述电流电压功率监视器140的结果。优选地，所述接口转换芯片为转USB芯片200。

在图1所示的实施例中，所述转USB芯片200通过USB线连接于所述外部设备。

本实用新型中，因为IIC接口或者SPI接口很小，IIC仅需要两个信号，SPI需要4个信号，一米至两米的传输距离不会影响到信号质量，所以当需要测量车载控制器在高温和低温环境下的功率时，可以将控制器直接放入温箱，将IIC或SPI引出到温箱外，就可以用电脑去记录数据，可以满足对控制器功率实时性和全工况功率的测量。

综上所述，本实用新型提供一种车载控制器功率实时监控系统，其包括车载控制器，所述车载控制器100包括车载控制器电源、负载120、电流感应电阻130和电流电压功率监视器140，所述电流感应电阻130串联于车载控制器电源和负载120之间，所述电流电压功率监视器140电连接于所述电流感应电阻130的两端，所述电流电压功率监视器140实时采集所述电流感应电阻130两端的电压值，并根据所述电流感应电阻两端的电压差和电流感应电阻值得到电流值。通过实时监控的所有车载控制器电源的电压电流数据，可以计算出车载控制器的最大功率和平均功率，从而能够实时监控车载控制器全工况下内部各电源输出电流，可以计算出车载控制器的最大功率和平均功率，以实测数据验证车载控制器功率设计的合理性，通过分析电流的实时数据，优化车载控制器电路原理图和PCB走线，比如当瞬态电流值很大时，可以增加电源芯片输出电容的容值，比如当平均电流一直很大时，可增加PCB走线的宽度。

需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种车载控制器功率实时监控系统，其特征在于，其包括：

车载控制器，所述车载控制器包括车载控制器电源、负载、电流感应电阻和电流电压功率监视器，所述电流感应电阻串联于所述车载控制器电源的输出端和所述负载之间，所述电流电压功率监视器电连接于所述电流感应电阻的两端，

所述电流电压功率监视器实时采集所述电流感应电阻两端的电压值，并根据所述电流感应电阻两端的电压差和所述电流感应电阻的电阻值计算得到电流值。

2.根据权利要求1所述的车载控制器功率实时监控系统，其特征在于，所述车载控制器电源为多个，所述电流感应电阻分别串联于每个所述车载控制器电源的输出端和所述负载之间，所述电流电压功率监视器电连接于多个所述电流感应电阻的两端。

3.根据权利要求2所述的车载控制器功率实时监控系统，其特征在于，

所述车载控制器电源包括电源芯片，

所述电流感应电阻串联于所述电源芯片和负载之间。

4.根据权利要求1所述的车载控制器功率实时监控系统，其特征在于，

所述电流电压功率监视器内设置有模数转换器，所述模数转换器与电流感应电阻通讯连接，

所述模数转换器用于将实时采集的所述电流感应电阻两端的电压信号转换为电压值。

5.根据权利要求1所述的车载控制器功率实时监控系统，其特征在于，

所述电流电压功率监视器通过IIC接口或SPI接口通讯接口与外部设备通讯连接。

6.根据权利要求1所述的车载控制器功率实时监控系统，其特征在于，

所述电流电压功率监视器通过转接板与外部设备通讯连接。

7.根据权利要求6所述的车载控制器功率实时监控系统，其特征在于，

所述转接板包括接口转换芯片。

8.根据权利要求7所述的车载控制器功率实时监控系统，其特征在于，

所述接口转换芯片为转USB芯片，所述转USB芯片通过USB线通讯连接于所述外部设备。

9.根据权利要求8所述的车载控制器功率实时监控系统，其特征在于，

所述外部设备为电脑。

10.根据权利要求1所述的车载控制器功率实时监控系统，其特征在于，

所述电流电压功率监视器为芯片。